星舰，开启探索宇宙新纪元！

​美国太空探索技术公司（SpaceX）于2024年10月13日成功进行了其星舰（Starship）的第五次发射测试。这次发射不仅标志着星舰项目的一个重要里程碑，还实现了历史上首次在发射后捕获超级重型（Super Heavy）助推器的壮举。

下面我们来了解一下马斯克星舰的5次发射情况：

第一次，时间2023 年 4 月 20 日，火箭点火升空，但升空不久后，在第一、二级分离前就出现故障并爆炸。此次发射未达到预期目的，之后 SpaceX 公布失败原因是一级有多台发动机工作不正常，出现故障，导致火箭姿态失稳并开始旋转，最终解体爆炸。尽管此次发射以失败告终，但通过对失败原因的分析和总结，SpaceX 能够更清楚地了解到星舰在设计、制造和操作方面存在的问题和不足，为后续的研发工作指明了方向。

第二次，时间2023 年 11 月 18 日，火箭升空后一级助推的 33 台发动机均正确启动，并成功实现一、二级分离，但随后助推器爆炸，飞船在继续飞行几分钟后也失去联系。此次试飞也未取得成功。后来 SpaceX 公布的调查报告显示，起飞级发生爆炸的原因是向发动机供应液氧的过滤器出现堵塞，导致发动机氧化剂涡轮泵入口压力下降，最终一台发动机发生故障；飞船失联是因为装载了过多的液氧推进剂，在启动液氧排放口时，在航天器尾部发生泄漏，导致燃烧事件和随后的火灾。这次发射中，火箭的第一、二级成功分离，证明了星舰在级间分离技术方面取得了一定的进展，这是火箭发射过程中的一个关键环节。然而，随后助推器和飞船先后爆炸的结果，也暴露了星舰在发动机可靠性、燃料系统稳定性以及飞船整体结构设计等方面仍然存在严重的问题，需要进一步改进和完善。

第三次，时间2024 年 3 月 14 日，此次试飞表现好于前两次，火箭第一、二级成功分离，但助推器在尝试着陆点火后意外解体，飞船在再入大气层时失联。这次飞行测试的目的包括火箭两级的上升段燃烧、打开和关闭 “星舰” 的有效载荷舱门、在星舰滑行阶段进行推进剂转移演示、第一次在太空中重新启动 “猛禽” 发动机、“星舰” 受控重入大气层等。此次发射在一些技术方面取得了一定的突破和改进，这些都是对星舰关键技术和功能的验证，为未来的实际应用奠定了基础。

第四次，时间2024 年 6 月 6 日，此次试飞非常成功。火箭第一、二级成功分离，超重型助推器在发射约 10 分钟后成功在墨西哥湾溅落，星舰最终成功地溅落在印度洋。这是 “星舰” 首次实现海面软着陆，标志着 SpaceX 在星舰的回收和重复利用技术上取得了重要进展。回收技术的成功实现，对于降低发射成本、提高发射效率具有极其重要的意义，标志着星舰向可重复使用的目标迈出了关键的一步。

第五次，时间2024 年 10 月 13 日，这是星舰首次尝试用发射塔的机械臂在半空中捕获助推器以实现回收。火箭发射升空 2 分多钟后，一级超重型火箭与星舰分离并开始返回。距离发射 6 分多钟后，第一级成功被发射塔架上的 “筷子” 机械臂夹住，二级继续正常飞行，在发射 1 小时 5 分钟左右，二级成功溅落印度洋，圆满完成预定任务。这次试飞成功实现了被称为 “筷子夹住火箭” 的发射目标，具有重要的技术突破意义。

马斯克星舰的发射流程是什么样子的呢？

1. 发射前准备

系统检查与测试：对 “星舰” 的各个系统，包括火箭的结构、发动机、燃料储存与输送系统、电子设备、导航与控制系统等进行全面细致的检查和测试，确保其处于良好的工作状态。例如，对发动机进行点火测试，检查其推力是否正常、燃烧是否稳定；对燃料储存罐进行密封性检查，防止燃料泄漏。

燃料加注：“星舰” 使用液氧和甲烷作为燃料，在发射前需要将大量的燃料加注到火箭的储存罐中。这是一个危险且复杂的过程，需要精确控制燃料的加注量和加注速度，确保燃料的质量和安全性。同时，要对燃料加注系统进行严格的监测，防止出现燃料泄漏、加注不足或过量等问题。

发射倒计时：在完成系统检查和燃料加注后，进入发射倒计时阶段。发射控制中心的工作人员会对各种参数进行最后确认，包括天气状况、发射场的环境条件、火箭的状态等。如果一切正常，发射程序将按照预定的时间启动。

2. 点火升空

发动机点火：当倒计时结束，“星舰” 的发动机开始点火。“星舰” 的第一级 “超级重型” 助推器配备了 33 台 “猛禽” 发动机，这些发动机同时点火，产生巨大的推力，推动火箭离开发射台并向上加速飞行。在点火过程中，发动机的控制系统会实时监测发动机的工作状态，确保发动机的推力输出稳定、可靠。

起飞和上升：在发动机的推动下，“星舰” 开始起飞并逐渐加速上升。在上升过程中，火箭需要克服地球的引力和空气阻力，飞行速度和高度不断增加。同时，火箭的导航与控制系统会根据预设的飞行轨迹和实时的飞行数据，对火箭的姿态和飞行方向进行调整，确保火箭能够准确地进入预定的轨道。

3. 级间分离

第一级分离：当 “星舰” 达到一定的高度和速度后，第一级 “超级重型” 助推器完成了其工作任务，需要与第二级 “星舰” 飞船分离。在分离过程中，连接第一级和第二级的分离装置会按照预定的程序启动，将两级火箭分离。分离后，第一级助推器会返回地面或在海面上进行软着陆，以便回收和重复使用。

第二级点火：在第一级分离后，第二级 “星舰” 飞船上的发动机点火，继续推动飞船向预定的轨道飞行。第二级飞船通常配备了 3 台 “猛禽” 发动机和 3 台 “猛禽真空” 发动机，为飞船提供足够的推力，使其能够进入地球轨道或进行更远的深空飞行。

4. 轨道飞行（如果是轨道任务）

姿态调整和轨道插入：在进入轨道后，“星舰” 飞船需要进行姿态调整，使其能够稳定地在轨道上飞行。同时，飞船的控制系统会根据任务需求，对飞船的轨道进行精确的调整和控制，确保飞船能够准确地到达预定的轨道位置。例如，如果是进行卫星发射任务，需要将卫星准确地释放到预定的轨道上；如果是进行载人航天任务，需要确保飞船与空间站或其他航天器的对接精度。

任务执行：根据不同的任务需求，“星舰” 在轨道上执行相应的任务，如进行科学实验、卫星部署、空间探测等。在任务执行过程中，飞船的各种设备和系统需要保持良好的工作状态，确保任务的顺利进行。

5. 返回与着陆（如果需要返回）

再入大气层：当任务完成后，如果 “星舰” 需要返回地面，飞船会首先进入再入大气层阶段。在再入过程中，飞船需要承受高温、高压和高速气流的冲击，因此需要具备良好的热防护系统，以保护飞船和内部的人员或货物。同时，飞船的控制系统需要根据再入过程中的飞行状态，对飞船的姿态和飞行轨迹进行实时调整，确保飞船能够安全地进入大气层。

着陆阶段：在接近地面时，“星舰” 飞船会启动着陆系统，开始减速并准备着陆。如果是在陆地上着陆，飞船会使用着陆腿或其他着陆装置，确保飞船能够平稳地降落在地面上；如果是在海面上着陆，飞船会利用降落伞或反推发动机等装置，减缓飞船的下降速度，使其能够在海面上安全着陆。

马斯克曾在社交媒体上表示 SpaceX 计划在两年内向火星发射约 5 艘无人 “星舰” 飞船。这五次不载人探测火星任务的核心目标是验证 “星舰” 飞船在火星表面安全着陆的可靠性。若所有飞船全部安全着陆，SpaceX 将可能在 4 年内进行载人飞行任务；若发射任务遇到挑战，公司会将载人飞行任务再推迟 2 年。

马斯克一直将火星移民作为星舰项目的重要目标，星舰的发展为人类实现火星移民提供了可能性。通过不断改进星舰技术，提高其可靠性和运输能力，有望在未来实现大规模的火星移民，开启人类太空探索的新篇章。

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